Elección del vidrio

TODO SOBRE LA ELECCION DEL VIDRIO

La falta de suficiente información sobre la perfomance “en servicio” y sobre las propiedades de los materiales ha dado como resultado diversas fallas en los cerramientos de los edificios:

• Fallas en las carpinterías y sus componentes: burletes, juntas, herrajes, dilataciones, anclajes, etc.

• Fallas en los cristales: rajaduras, roturas, excesivas deformaciones, reflejos indeseados, disminución excesiva de luz natural, etc.

• Fallas en el sistema total de cerramiento: excesivo calor, excesivo frío, condensación sobre las ventanas, excesivo nivel de ruidos, permeabilidad al aire o al agua, etc.

Por otra parte la inapropiada aplicación de la tecnología ha provocado más daño a la arquitectura moderna que cualquier otro aspecto del diseño. Una adecuada elección de los cristales y sus técnicas de colocación elimina este tipo de problemas. En el presente artículo daremos un panorama completo de los criterios de elección y las características que podemos encontrar en los cristales disponibles hoy en el mercado.

CRITERIOS DE ELECCIÓN

La elección de los cristales se basa en los siguientes siete criterios:

• Criterio ambiental: preservar las condiciones de confort en el ambiente interior: temperatura, humedad, velocidad del aire, nivel de ruidos, nivel de iluminación, etc.

• Criterio estructural: los cristales deben ser estructuralmente estables y no tener deformaciones al soportar las cargas de su propio peso, las del viento, nieve, terremotos, etc. y además se debe estudiar la manera en que el cerramiento influirá en la estructura del edificio.

• Criterio económico: el costo es una de las mayores preocupaciones de propietarios y profesionales hoy día. El costo total de los cerramientos puede alcanzar del 5 al 20% del total de la obra, dependiendo si se trata de una vivienda o de una torre de oficinas. El costo de los cristales se debe tener en cuenta en las primeras etapas del diseño, ya que una vez tomada la decisión, pretender reducir el costo seguramente implicará tener que disminuir la calidad o directamente tener que cambiar todo el sistema de cerramiento.

• Criterio de leyes y reglamentos: en los códigos de edificación de la mayoría de los países del mundo hay muchos requerimientos para los cerramientos y sus materiales. Normalmente esos requerimientos se refieren a diseño estructural, y a seguridad para las personas. En nuestro país está próxima a salir la reglamentación referente a cristales de seguridad en áreas de riesgo (barandas, puertas vidriadas, claraboyas, etc.)

• Criterio estético: la apariencia exterior de los edificios es hoy día una de las primeras exigencias que se le impone a un cerramiento. Los cristales a veces son prácticamente el protagonista principal en la fachada de un edificio. Los colores, volúmenes, reflejos y texturas de los materiales, son todas características a tener en cuenta.

• Criterio de colocación: los métodos de instalación también se deben tener en cuenta en la elección de los cristales. Factores tales como facilidad de izado y de instalación, fragilidad, peso y dimensiones deben ser consideradas.

• Criterio de mantenimiento: tres son los tipos de mantenimiento que se deben tener en cuenta. El primero es la limpieza regular que en el caso de los cristales adquiere una importancia superlativa. El segundo es el mantenimiento preventivo, sobre todo en lo referente a materiales de colocación y juntas: burletes, selladores, etc. El tercero es el reemplazo de componentes. Todos los materiales tienen una vida útil al cabo de la cual se hace necesario su reemplazo o reparación. En el caso de los cristales su vida es extraordinariamente más larga que en el resto de los materiales, pero de cualquier manera es conveniente tener en cuenta la posibilidad de reemplazos debido a roturas o rayaduras.

CARACTERISTICAS DE LOS CRISTALES

Encuadrando en los criterios enumerados, la correcta elección del cristal para una aplicación en particular, requiere considerar las características propias de los cristales (aparte de las que vamos a enumerar hay otras como planitud, dificultad de limpieza, etc. que también deben ser consideradas).
 Color y apariencia 

En los cristales de hoy día hay una amplia gama de colores disponibles. En cristales reflectivos, para realzar el color del cristal de base (sustrato) se usa la superficie reflectiva en la cara #2 (esto es decir que se orienta la cara con el recubrimiento reflectivo hacia el interior del edificio). En general los colores de los cristales son muy suaves, por lo que deben ser cuidadosamente analizados. El único método satisfactorio es la instalación de una muestra de tamaño real en la ubicación y orientación real en el proyecto. El color aparente del cristal (el que se ve) es la suma de varios factores:

– El color del cristal en sí (incoloro, verde, azul verde, gris, etc.).

– El espesor del cristal.

– El recubrimiento reflectivo (se usan diferentes metales de recubrimiento como titanio, plata, etc., con diferentes densidades y con diferentes procesos de aplicación).

– El color de la interlamina (PVB) si es que se usa cristal laminado.

– El color de la luz incidente (luz del mediodía, amanecer o atardecer).

– El color de los objetos que se ven a través del cristal (cortinas, aislaciones, etc.)

– El color de los objetos que se reflejan en el cristal (cielo, nubes, etc.).

Obviamente la apariencia total cambiará a medida que cambien estos componentes individuales. La combinación de diferentes cristales e interlaminas en cristales laminados o en unidades de doble vidriado pueden cambiar el color total y la apariencia así como las propiedades que se describen a continuación.

 Transmisión y reflexión de luz

Con este valor se determinan los niveles de iluminación natural en el interior del edificio. Las aplicaciones residenciales normalmente requieren niveles más altos de iluminación natural que los edificios comerciales. Si se requiere un alto nivel de transmisión de luz con algo de control de la transmisión de energía solar al mismo tiempo, hay cristales como el azul-verde (blue-green) por ejemplo que se pueden usar para proveer tanta luz natural como en un cristal incoloro y dar al mismo tiempo un control solar como con un cristal bronce o gris. Si se quiere aumentar el control solar usando cristales reflectivos, se incurrirá en una reducción de la transmisión de luz.

 Transmisión de energía solar y absorción

El Coeficiente de Sombra (CS) es la mejor medida de cuánta energía solar es admitida a través de una abertura vidriada. El CS compara el cristal en cuestión con una lámina monolítica de 3 mm de cristal incoloro. Un bajo Coeficiente de Sombra reduce las ganancias de energía solar y ahorra costos de aire acondicionado.

Los vidriados residenciales normalmente utilizan las ganancias solares como ventaja en el invierno. Estas ganancias pueden realizarse aún en el caso de cristales de control solar porque en una casa bien aislada hay un plus de energía solar disponible cuando la superficie vidriada excede el 10% de la superficie cubierta. Si se usara un cristal de control solar con un CS de 0.5, una ventana de superficie igual al 20% de la superficie del ambiente daría las mismas ganancias solares porque la reducción en la transmisión de luz es equilibrada por la mayor superficie vidriada.

 Seguridad

Se dice que un cristal es seguro cuando no se rompe o si se rompe lo hace en forma segura para las personas. Obviamente el concepto de seguridad está relacionado directamente con el riesgo que se considera. Si el riesgo es de caída o de paso a través del cristal, existen los cristales laminados que eliminan totalmente ese riesgo. El cristal laminadotiene la propiedad de que una vez roto permanece en su lugar sin caer y sin dejar pasar a través del mismo. Un ejemplo muy claro de esto lo constituyen los parabrisas de los automóviles. Hoy en día todos los parabrisas se fabrican con cristal laminado por los riesgos de impactos y de caída en caso de rotura del parabrisas. Si el riesgo es de astillas que puedan lastimar los cristales son tratados térmicamente con lo cual se aumenta su resistencia en casi cuatro veces y además si se rompe lo hace en pequeñas fracciones de no más de 7 mm inofensivas. Prácticamente cualquier tipo de cristal se puede laminar y/o templar.

 Aislamientó térmico

Los cristales como cualquier material tienen una propiedad que se denomina “conductibilidad térmica”. Esta determina la cantidad de calor que ese material deja pasar por cada mm de espesor y por cada grado centígrado de diferencia de temperatura entre un lado y otro del material. El valor K que normalmente informan los fabricantes de cristales precisamente mide esa cantidad. Cuanto más grande es el valor K mayor la cantidad de calor que pasará y por consiguiente es menor su valor de Aislación. Hay cristales compuestos por más de un cristal con la interposición de una o más cámaras que contienen aire atmosférico o algún gas inerte con lo cual se consiguen altísimos valores de Aislación térmica (Bajos valor de K).

Es importante destacar que un cristal que es buen aislante térmico produce tres efectos notables:

– Contribuye a disminuir la carga de calefacción que hay que aportar al ambiente.

– Elimina la sensación de “disconfort” que provoca un panel más frío que el resto del ambiente (cristales comunes).

– Elimina la posibilidad de condensación sobre su superficie (empañados y/o chorreaduras).

 Aislamento acústico

Cristales más pesados (más gruesos) transmiten menos el sonido que los más livianos (más finos). El cristal grueso es muy efectivo para detener los sonidos de baja frecuencia como los ruidos del tráfico mientras que el fino cristal laminadoes muy efectivo para controlar los sonidos de frecuencias altas como la conversación de las personas, etc. Un laminadode cristales de gruesos espesores combina lo mejor de ambos métodos, en algunos casos se puede requerir un completo análisis de las respuestas del cristal a diferentes frecuencias.

 Resistencia

Por medio de tratamientos térmicos se puede variar la resistencia de los cristales. La resistencia se puede duplicar por medio del termoendurecido o cuadruplicar por medio del templado. Se debe hacer notar que los cristales sufren un efecto de fatiga estática que hace que solo resistan la mitad bajo cargas de larga duración (nieve, acuarios, pisos, etc.) en comparación con cargas de corta duración (ráfagas de viento).

El cristal monolítico es casi de la misma resistencia que un cristal laminado del mismo espesor cuando éste es sometido a cargas de corta duración a temperatura ambiente. Un doble cristal hemático donde las dos láminas son del mismo espesor, es prácticamente el doble de resistente bajo cargas uniformes de viento que cada una de las láminas por sí solas.

El cristal tiene una cierta probabilidad de rotura. Su resistencia no puede ser prevista con exactitud. Por esta razón es que una buena práctica de diseño siempre considera la probabilidad de roturas. Los cálculos normalmente se realizan con una probabilidad de rotura de 8 piezas de cada 1000.

 Deformación bajo cargas 

Una hoja de cristal soportada en sus 4 bordes no deformará linealmente bajo las cargas. Esto quiere decir que si se duplica la carga no se duplicará la deformación típicamente para grandes dimensiones, el espesor se calculará para las deformaciones admisibles antes que se alcancen los límites de la resistencia. Es importante destacar que iguales espesores de cristal crudo, termoendurecido, templado y laminado (a temperatura ambiente o menos), todos tendrán las mismas deformaciones sometidos a cargas iguales.

 Coste

El coste de los cristales es de suma importancia para propietario y arquitecto por las tan comunes y conocidas restricciones presupuestarias. Este costo, en edificios en altura suele variar aproximadamente entre el 3 y el 10% del costo directo total de la construcción (excluyendo gastos generales, beneficio y honorarios). Es importante considerar el costo de los cristales en las etapas más tempranas del diseño puesto que una vez que se tomó una decisión sobre el uso de un cristal, la única manera de reducir su costo es reducir la calidad o seleccionar un nuevo material. En cualquiera de ambos casos esto traerá problemas: si se reduce la calidad, seguramente aparecerán problemas de fallas del material, falta de aislación, etc. En muchos casos cuando se realizan cambios en el diseño, no se les dedica la misma cantidad de tiempo de estudio de los detalles por parte de todos los profesionales involucrados en la obra (asesores estructurales, termomecánicos, etc.). Además a todo esto se suma el hecho de que una reducción en la calidad o un cambio en los materiales de vidriado resultará decepcionante para aquellas personas que esperaban algo mejor de lo que están recibiendo.

VIDRIOS DE SEGURIDAD

¿Dónde debe usarse vidrio de seguridad?

Debe usarse vidrio de seguridad en áreas de riesgo de impacto humano. Estas son las siguientes:

  • Vidrio en puertas, entero o parcial, hasta 1500 mm desde el nivel del piso
  • Puertas
  • Vidrio entero o parcial mayor de 300 mm desde el borde de la puerta hasta 1500 mm desde el nivel del piso
  • Laterales a puertas
  • Vidrio entero o parcial hasta 800 mm desde el nivel del piso
  • Paños fijos, vidrieras
  • Paños de vidrio en escaleras, descansos de escaleras, balcones
  • Descansos de escaleras, escaleras, balcones
  • Superficie vidriada inclinada más de 15º con respecto a la vertical sobre área de permanencia o circulación de personas.
  • Techos